NAS - підключається до мережі

Останні роки світ інформаційних технологій постає перед проблемою лавиноподібного зростання обсягів інформації, що зберігається, і, отже, числа і потужності файлових серверів. Однією із найважливіших сучасних тенденцій розвитку корпоративних розподілених мереж є збільшення кількості внутрішньосерверних та автономних зовнішніх пристроїв зберігання даних. Відповідно до цього зростає і потреба в надійних та високошвидкісних пристроях зберігання інформації. У нашому світі технології системи зберігання інформації, що швидко розвивається, повинні бути універсальними, що дозволяють легко замінювати, розвивати або додавати і пристрої зберігання, і сервери. При цьому необхідно мати на увазі, що в даний час у корпоративних мережах нерідко є сусідами сервери та робочі станції на різних операційних системах і навіть апаратних платформах.

Дисковий масив HP SureStore HD Server 4000

Незважаючи на те, що сучасні дискові масиви RAID, магнітооптичні бібліотеки і т. п. мають гігантську ємність, її тим не менш потрібно все більше у зв'язку з появою таких нових додатків, як електронна комерція, цифрова обробка зображень, видобуток даних і багато інших. Але головну проблему становлять навіть не темпи зростання обсягів інформації, що зберігається, а забезпечення її доступності для безлічі клієнтів.

Для вирішення цієї проблеми була запропонована технологія мережної пам'яті, що приєднується NAS (Network Attached Storage), яка передбачає підключення накопичувачів інформації безпосередньо до комп'ютерної мережі (неважливо - локальної або розподіленої, аби в ній використовувалася технологія Ethernet і протокол TCP/IP). Причому вони повинні розташовуватися саме у споживачів інформації, оскільки це дозволить одночасно знизити навантаження мережі, характернедля систем централізованого зберігання За цією технологією, крім зовнішніх RAID-масивів до мережі, можуть підключатися пристрої резервного копіювання колективного користування: стрічкові бібліотеки (включаючи RAIT), стримери, Zip- та Jaz-накопичувачі, бібліотеки оптичних дисків (Jukebox), що особливо важливо для організацій, що використовують CD -ROM як джерела робочої інформації Більше того, за підтримки протоколу HTTP NAS може служити Web-сервером. Адмініструвати подібні системи можна з будь-якої точки мережі (наприклад, центрального офісу великої фірми), потрібно лише мати відповідні повноваження. Подібні пристрої повинні забезпечувати мережевий експорт каталогів за стандартними протоколами, завдання прав доступу та мати продуктивність, що відповідає пропускній спроможності мережі.

За прогнозом IDC, доходи на ринку мережної пам'яті, що приєднується, до 2003 р. повинні зрости до 6,57 млрд. дол. (зі щорічним приростом майже в 60%). На думку аналітиків цієї корпорації, такий бурхливий розвиток NAS-ринку визначається впливом наступних факторів: стрімким збільшенням обсягів даних настільних персональних систем; значимістю клієнтських даних та потребою у забезпеченні безпечного доступу до них у клієнтських ЛОМ. Експерти вважають, що зростання NAS-ринку має прискоритися, як тільки на ньому з'являться нові великі постачальники серверів, дисководів та мереж. IDC ділить весь NAS-ринок на п'ять цінових груп: до 1000 дол; від 1000 до 5999; від 6000 до 24999; від 25 000 до 100 000 і більше 100 000 дол. В даний час на NAS-ринку домінує компанія Network Appliance (www.netapp.com) із 40% від усіх його доходів.

Чому саме NAS

Заради справедливості слід сказати, що завдяки застосуванню технологій LVD та HVD відстань може бути збільшена до 12 та 25 м.відповідно, навіть незважаючи на великі швидкості у таких високошвидкісних різновидів SCSI, як Wide Ultra2 SCSI та Ultra160 SCSI. Однак паралельне з'єднання SCSI має інші обмеження, зокрема на кількість підтримуваних пристроїв. Багато хто з них дозволяє зняти застосування дискових масивів на базі з'єднання Fibre Channel (для дискових систем внутрішньою шиною масиву є петля FC-AL).

Файловий сервер, крім надання файлів, часто виконує й інші завдання, тому відсутність прямого доступу до даних збільшує тривалість операцій введення-виводу при великій завантаженості сервера. Крім того, при відмові сервера всі підключені до нього пристрої зберігання теж недоступні. Поряд із обмеженнями на відстані це призвело до появи концепції NAS за аналогією з мережевими принтерами. Реалізують її "тонкі" файл-сервери, або, як їх інакше називають, файлери (filers), що підключаються до мережі.

Концепція пристроїв зберігання, що підключаються до мережі, далеко не нова, вона заснована на таких розробках, як мережева файлова система NFS (Network File System) компанії Sun Microsystems (www.sun.com). Можливості NFS дозволяють об'єднаним у мережу комп'ютерам ефективніше використовувати системні ресурси. В даний час NFS є стандартом, який забезпечує взаємодію в мережі гетерогенних систем. Такі операційні системи, як Windows NT, NetWare і UNIX, здатні як надавати прості сервіси друку та файлів. Але що більше функцій виконує ОС, тим менше вона процвітає у реалізації кожної їх. Саме це спонукало компанії Auspex і Network Appliance на створення пристроїв зберігання даних, що підключаються безпосередньо до мережі. Ці фірми-виробники розробили спеціалізоване ядро ОС, призначене длявиконання однієї функції – обслуговування файлів. Менший розмір такого ядра означає, зокрема, більш швидке виконання обмеженої кількості операцій.

Архітектура NAS оптимізована для досягнення переваг над серверами загального призначення як за ціною, так і за продуктивністю. По суті це файл-сервер, який виконує тільки одну функцію - файловий сервіс, але виконує її дуже добре. NAS – високопродуктивна платформно-незалежна технологія зберігання даних. Файлери прості в адмініструванні і легко під'єднуються до мережі, забезпечуючи клієнтам безпосередній доступ до своїх ресурсів. Вони особливо підходять у складному гетерогенному середовищі, де і клієнти, і сервери працюють під управлінням різних операційних систем. Адже нарощувати пам'ять можна будь-якої миті, не зупиняючи роботу мережі. У типовому випадку файлери забезпечують:

- мультипротокольне, платформно-незалежне зберігання даних та доступ до них;

- Операційну систему реального часу, оптимізовану за продуктивністю для виконання цих операцій;

- просте встановлення та віддалене адміністрування.

Головна особливість файлерів – мультипротокольний механізм поділу файлів. Вони використовують стандартні комунікаційні протоколи та мережеві інтерфейси, які дозволяють передавати дані як у LAN-, так і WAN-середовищі. Зазвичай підтримуються:

- Common Internet File System (CIFS) – для клієнтів Microsoft Windows 9x/NT;

- NCP – для Novell NetWare;

- NFS – для клієнтів Unix;

- HTTP – для Web-браузера;

- SNMP - для управління та моніторингу.

Дві основні особливості відрізняють файлери від серверів загального призначення – це спрощена ОС та оптимізована за швидкістю доступу файлова система. ОС файлерівзвільнена від усіх функцій, не пов'язаних з обслуговуванням файлової системи, таких, як графічний інтерфейс та виконання прикладних обчислень. Зазвичай вона знаходиться у флеш-пам'яті і встановлюється фірмою-виробником. Проста архітектура забезпечує швидку відповідь і дуже високу швидкість передачі даних, не вимагаючи при цьому будь-якої складної конфігурації апаратних засобів або ручного налаштування продуктивності. Файлери проектуються таким чином, що вся їхня обчислювальна потужність фокусується виключно на операціях обслуговування та зберігання файлів.

Для підключення NAS-пристроїв до мережі не потрібно її модифікації або спеціальної апаратури. Це дозволяє легко розширювати ємність масової пам'яті корпоративної мережі, не зупиняючи її роботу. Як тільки пристрій NAS підключається до мережі, його ресурси стають доступними для користувачів. Немає необхідності в завантаженні додаткового програмного забезпечення або конфігурації робочої станції. Пристрої інтегруються з мережею автоматично. У користувача просто з'являються додаткові диски, яких він отримує прямий доступ без навантаження на сервери додатків.

Висока надійність NAS-систем забезпечується мінімумом деталей та механічних з'єднань – для підключення потрібні лише два кабелі – живлення та Ethernet. Наприклад, невеликий RAID-масив NAS є не надто великим пристроєм, який можна розмістити навіть у ящику письмового столу.

Подібні пристрої мають такі основні переваги:

- Можуть працювати з будь-якими клієнтами (від Windows до UNIX);

- практично не вимагають адміністрування;

- питома вартість гігабайта дискового простору в них, як правило, нижча, ніж у скільки-небудь серйозному сервері;

- встановлюютьсяу будь-якому зручному місці: все, що потрібно для підключення - це кабель Ethernet і мережевий кабель;

- Завдання нарощування дискового простору легко вирішується шляхом придбання додаткових NAS-пристроїв та підключення їх до мережі.

Концепція NAS, взагалі кажучи, є одним із способів відокремлення пристроїв зберігання інформації від обчислювальних ресурсів. В даний час пристрої NAS випускають практично всі провідні фірми-виробники: Compaq, Dell, Hewlett-Packard та ін.

Так, компанія Hewlett-Packard (www.hp.com) пропонує лінійку мережевих серверів NAS, призначених для робочих груп і підрозділів, що мають справу з розподіленою інформацією. До цієї лінійки відносяться: HP SureStore CD-ROM Server – сервер початкового рівня, що дозволяє підключати від одного до семи CD-ROM; HP SureStore CD-ROM Server Plus - складається із шести CD-приводів та одного 18-гігабайтного дисководу (технологія багатодискового кешування дає можливість автоматично завантажувати дані принаймні з 28 повних CD-ROM на жорсткий диск великої ємності та мати прискорений доступ до них) ; HP SureStore

Корпорація Compaq Computer (www.compaq.com) вибрала ОС Windows 2000 для застосування у своїх NAS-серверах TaskSmart N-Series. Технологія Windows 2000 дозволяє корпоративним замовникам та сервіс-провайдерам отримати масштабоване рішення для зберігання даних, оптимізоване для спільної роботи з файлами. На думку представників цієї корпорації, TaskSmart N-Series під Windows 2000 має найкраще співвідношення ціна/продуктивність. Microsoft і Compaq спільно оптимізували Windows 2000 для даного сервера, досягши його простого розгортання та керування. Крім того, технології Windows 2000 забезпечують необхідний рівень сумісності у неоднорідному середовищі. CompaqTaskSmart N-Series підтримує файлову систему CIFS, передбачає керування томами та інтегрує інструменти керування Compaq.

А ось корпорації Dell (www.dell.com) і Microsoft (www.microsoft.com) оголосили про утворення стратегічного альянсу, мета якого – розвиток систем зберігання даних, що підключаються до мережі на базі платформи PowerVault та технології Windows 2000. Вони планують розробити нові технології для забезпечення корпоративних користувачів високопродуктивними багатоплатформними системами зберігання, що використовують мережеві можливості. Цінові рамки та ряд специфічних характеристик нових систем поки що не визначені, але компанії планують представити перші продукти вже на початку наступного року. Створення цього альянсу сприяє агресивному просуванню Dell ринку систем зберігання шляхом збільшення пропозицій NAS для спільного користування файлами для середніх і великих підприємств.

PowerVault 705N - це система, що складається з чотирьох дискових накопичувачів загальною ємністю 120 Гб, яка легко вбудовується в будь-яке мережеве середовище. Пізніше система пропонуватиметься із накопичувачами загальною ємністю 250 Гб. Завдяки лінійці продуктів PowerVault корпорація Dell зараз є шостим за величиною світовим постачальником систем зберігання інформації (за даними IDC).

Майбутнє NAS-пристроїв багато в чому пов'язане із технологією Gigabit Ethernet. Справа в тому, що влітку цього року Network Appliance об'єдналася з п'ятьма іншими незалежними фірмами-виробниками для спільного вироблення стандартів на пристрої зберігання NAS, що безпосередньо підключаються до мережі, з інтерфейсом Gigabit Ethernet, які стали б привабливою альтернативою наявним продуктам цього призначення. Основна ідея ініціативи Open Storage Networking (OSN) полягає встворення архітектури мережі зберігання, яка охоплювала б сервери, пристрої зберігання, автоматизовані бібліотеки накопичувачів на магнітній стрічці та мережеве обладнання, що комутує, і при цьому допускала просте розгортання в мережевих інфраструктурах клієнтів. Члени OSN мають намір визначити технологічну архітектуру, що базується на стандарті Gigabit Ethernet, та графік її реалізації; а зрештою - налагодити випуск сертифікованих апаратних та програмних конфігурацій. Ключова в цій архітектурі технологія - протокол NDMP, що дозволяє передавати великі пакети даних в обхід серверів. При резервному копіюванні даних через мережу засоби підтримки NDMP повинні вбудовуватися в NAS-пристрої для зберігання основної копії даних і пристрої резервного копіювання, наприклад бібліотеки накопичувачів на магнітній стрічці.

Традиційно NAS-пристрої, що використовуються для надання файлових сервісів, поєднувалися з корпоративною мережею за допомогою інтерфейсів SCSI або Fibre Channel. За словами представників OSN, безпосереднє включення таких пристроїв до мережі Gigabit Ethernet забезпечить високу продуктивність за нижчої ціни, що недосяжно ні для SCSI, ні, тим більше, для Fibre Channel.